package com.example.springboot_jdk8.util;

//Google  Authenticator

// 只从google出了双重身份验证后，就方便了大家，等同于有了google一个级别的安全，但是我们该怎么使用google authenticator (双重身份验证)，

//下面是java的算法，这样大家都可以得到根据key得到公共的秘钥了,直接复制，记得导入JAR包：
//
//commons-codec-1.8.jar
//
//junit-4.10.jar


//测试方法：
//
//1、执行测试代码中的“genSecret”方法，将生成一个KEY（用户为testuser），URL打开是一张二维码图片。
//
//2、在手机中下载“GOOGLE身份验证器”。
//
//3、在身份验证器中配置账户，输入账户名（第一步中的用户testuser）、密钥（第一步生成的KEY），选择基于时间。
//
//4、运行authcode方法将key和要测试的验证码带进去（codes，key），就可以知道是不是正确的秘钥了！返回值布尔

//main我就不写了大家~~因为这个可以当做util工具直接调用就行了
//


import org.apache.commons.codec.binary.Base32;
import org.apache.commons.codec.binary.Base64;

import javax.crypto.Mac;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.SecureRandom;



public class GoogleAuthenticator {

    // taken from Google pam docs - we probably don't need to mess with these
    public static final int SECRET_SIZE = 10;

    public static final String SEED = "g8GjEvTbW5oVSV7avLBdwIHqGlUYNzKFI7izOF8GwLDVKs2m0QN7vxRs2im5MDaNCWGmcD2rvcZx";

    public static final String RANDOM_NUMBER_ALGORITHM = "SHA1PRNG";

    int window_size = 3; // default 3 - max 17 (from google docs)最多可偏移的时间

    public void setWindowSize(int s) {
        if (s >= 1 && s <= 17)
            window_size = s;
    }



    public static Boolean authcode(String codes, String savedSecret) {
        // enter the code shown on device. Edit this and run it fast before the
        // code expires!
        long code = Long.parseLong(codes);
        long t = System.currentTimeMillis();
        GoogleAuthenticator ga = new GoogleAuthenticator();
        ga.setWindowSize(15); // should give 5 * 30 seconds of grace...
        boolean r = ga.check_code(savedSecret, code, t);
        return r;
    }

    public static String genSecret(String name) {
        String secret = GoogleAuthenticator.generateSecretKey();
        //GoogleAuthenticator.getQRBarcodeURL("testuser","testhost", secret);
        GoogleAuthenticator.getQRBarcodeURL(name,
                "testhost", secret);
        return secret;
    }

    public static String generateSecretKey() {
        SecureRandom sr = null;
        try {
            sr = SecureRandom.getInstance(RANDOM_NUMBER_ALGORITHM);
            sr.setSeed(Base64.decodeBase64(SEED));
            byte[] buffer = sr.generateSeed(SECRET_SIZE);
            Base32 codec = new Base32();
            byte[] bEncodedKey = codec.encode(buffer);
            String encodedKey = new String(bEncodedKey);
            return encodedKey;
        }catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            // should never occur... configuration error
        }
        return null;
    }


    public static String getQRBarcodeURL(String user, String host, String secret) {
        String format = "https://www.google.com/chart?chs=200x200&chld=M%%7C0&cht=qr&chl=otpauth://totp/%s@%s%%3Fsecret%%3D%s";
        return String.format(format, user, host, secret);
    }


    public boolean check_code(String secret, long code, long timeMsec) {
        Base32 codec = new Base32();
        byte[] decodedKey = codec.decode(secret);
        // convert unix msec time into a 30 second "window"
        // this is per the TOTP spec (see the RFC for details)

        //时间戳除法运算后只会保留整数位 (所以短时间内的 t 是相同的)
        long t = (timeMsec / 1000L) / 30L;
        // Window is used to check codes generated in the near past.
        // You can use this value to tune how far you're willing to go.
        for (int i = -window_size; i <= window_size; ++i) {
            long hash;
            try {
                hash = verify_code(decodedKey, t + i);
            }catch (Exception e) {
                // Yes, this is bad form - but
                // the exceptions thrown would be rare and a static configuration problem
                e.printStackTrace();
                throw new RuntimeException(e.getMessage());
                //return false;
            }
            if (hash == code) {
                return true;
            }
        }
        // The validation code is invalid.
        return false;
    }

    private static int verify_code(byte[] key, long t) throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeyException {
        byte[] data = new byte[8];
        //时间戳  (时间戳除法运算后只会保留整数位 (所以短时间内的 t 是相同的 , 这里是保证短时间内生成的 code 数字相同的依据 ))
        long value = t;

        /**
         *  循环8次,每次将时间戳向右偏移 8 位 (减小值),赋值给 value存入数组(越循环到最后就越小)
         *
         * 这里极为重要, 因为参数 t 是时间戳经过 long t = (timeMsec / 1000L) / 30L;
         * 除法运算后得到的, 经过除法后,在 30 秒以内的 t 都是相同的 (因为long只会保留整数位)
         * 测试:
         *         int i = 0;
         *         while (true) {
         *             long t = (System.currentTimeMillis() / 1000L) / 30L;
         *             Thread.sleep(1000);
         *             System.out.println(i++);
         *             System.out.println(t);
         *         }
         * 所以在 30 秒内 , for 循环 8 次给data数组填充的值是一致的 , 给到 HmacSHA1 算法经过hash后的值也是一致的
         * 既然都是一致的,那么在最后生成的code必定也是一致的
         */
        for (int i = 8; i-- > 0; value >>>= 8) {
            //如果 value 的值大于了 8 个字节的最大值(有符号 127 或 无符号 255),则会被截取,留下最低位的 8 个字节
            //所以会看到,有时候非常大的值在 强转成byte后的十进制反而是个 负数 (因为截断后剩余的8位的最高位可能为 1,代表负数)
            data[i] = (byte) value;
        }
        //用给定的密钥创建 HmacSHA1 散列
        SecretKeySpec signKey = new SecretKeySpec(key, "HmacSHA1");
        Mac mac = Mac.getInstance("HmacSHA1");
        mac.init(signKey);
        //用 HmacSHA1 对时间戳数组进行散列出hash值 (hash值固定长度为 20 个字节)
        byte[] hash = mac.doFinal(data);
        //取哈希值的最后一个字节,将最后一个字节的值与 0xF 进行按位与运算，这将只保留最后 4 位（二进制）并将其余位设置为 0 , 将其当作选取hash数组中数据的偏移量
        //0xF 是一个 4 位的十六进制数，表示二进制的00001111，或十进制的 15。当你使用 0xF 进行按位与运算时，你只保留一个字节的最低 4 位
        // ，并将其余位设置为 0。因为0XF的高四位都是 0,与计算出来也是0 , 没有实际意义的值 , 也就是说这个操作下来, offset 的值在 0 ~ 15 之间
        int offset = hash[20 - 1] & 0xF;
        // We're using a long because Java hasn't got unsigned int.
        long truncatedHash = 0;
        //循环4次,从hash数组中提取出4个连续的字节
        for (int i = 0; i < 4; ++i) {
            //将 truncatedHash 往左移8位 (往左越移越大) , 每循环一次,就会更大 , 并且每循环一次,就向左移动 8 位,给新的数据腾出8个bit的空间
            //最终有 32 位bit,即 4 个字节的数据出来
            truncatedHash <<= 8;
            //以 offset 为起始偏移量,在 hash 数组中选取4个连续的字节数据
            //  进行 & 0xFF 操作确保字节被视为无符号值(即 正整数)。在进行 | (即 或操作) , 0xFF 在十进制为 255 , 二进制为 11111111
            //truncatedHash |= ...  表示每次都将进行 或 运算, 由于每次都将 truncatedHash <<= 8; 左移8位,所以每次都是 或 0, 即每次都是
            // (hash[offset + i] & 0xFF) 计算出的自身的数据
            truncatedHash |= (hash[offset + i] & 0xFF);
        }
        //上述循环运算完,即可有 32 位bit,并且每个bit都是正整数
        // 0x7FFFFFFF 是一个十六进制常量，表示二进制的 01111111111111111111111111111111，或者十进制的 2147483647。
        //truncatedHash &= 0x7FFFFFFF; 目的是去除 32 位最高位的 符号位 , 从而确保它是一个 31 位的正整数 (字节最高位代表符号位, 0为正数,1为负数)
        truncatedHash &= 0x7FFFFFFF;
        // 将结果取模 1000000，得到一个 6 位数的一次性密码
        truncatedHash %= 1000000;
        return (int) truncatedHash;
    }


    public static void main(String[] args) throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeyException, InterruptedException {

//        Base32 codec = new Base32();
//        byte[] decodedKey = codec.decode("TT56FKYMJWH3KSQO");
//        for (int i = 0; i < 5; i++) {
//            int code = verify_code(decodedKey, System.currentTimeMillis());
//            System.out.println(code);
//        }


//        for (int k = 0; k < 5; k++) {
//            byte[] data = new byte[8];
//            long value = System.currentTimeMillis();
//            for (int i = 8; i-- > 0; value >>>= 8) {
//                data[i] = (byte) value;
//            }
//            //8位byte值
//            for (byte datum : data) {
//                System.out.print(datum + " , ");
//            }
//            System.out.println();
//        }



//        long currentTimeMillis = 1718456950690l;
//        long t = (currentTimeMillis / 1000L) / 30L;
//
//        byte[] data = new byte[8];
//        long value = t;
//        for (int i = 8; i-- > 0; value >>>= 8) {
//            data[i] = (byte) value;
//        }
//        //8位byte值
//        for (byte datum : data) {
//            System.out.print(datum + " , ");
//        }

//        int i = 0;
//        while (true) {
//            long t = (System.currentTimeMillis() / 1000L) / 30L;
//            Thread.sleep(1000);
//            System.out.println(i++);
//            System.out.println(t);
//        }
        //输出:  //0 , 0 , 0 , 0 , 3 , 106 , 13 , 106 ,
                //0 , 0 , 0 , 0 , 3 , 106 , 13 , 106 ,

        System.out.println(Integer.toBinaryString(26221588));
        System.out.println(Integer.toBinaryString(262215883));
        System.out.println(Integer.toBinaryString(100221588));
        System.out.println((byte)26221588);
        System.out.println((byte)262215883);
        System.out.println((byte)100221588);
    }


}